专利名称：压力检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测车辆制动系元件、管路等气体、液体压力参数及性能的压力检测仪。
车辆制动系元件及管路是行车安全的保障，其对气体或液体的压力进行转换、分配和传递，最终向制动装置提供可靠的制动动力。对每个制动系元件和管路而言，各输出压力同输入压力之间具有特定的关系，这也是制动元件的重要工作性能指标。不仅如此，其输出压力和输入压力随时间的变化也是制动元件的重要性能指标。以往的检测手段是采用一只或多只机械指针式压力表对制动元件进行单独或同时检测，其之间的关系和随时间的关系往往不能直接反映出来，更无法测量变化快的压力值和对应的时间变化值，这给其制造和维修的调试带来诸多不便。尽管现有的带压力传感器的电子式压力记录仪器可以替代机械式压力表，但其还是解决不了上述问题，而且其体积大，操作烦琐。
本实用新型诣在提供一种电脑自动定时或(和)定压单、多通道综合压力指标检测仪器，其采用了中央处理器、半导体存储器等大规模集成电路和计算机软件技术，实现了操作简捷、自动检测、数据记忆和显示等功能，其次，在操作键盘上设置“定压测时”、“定时测压”、“手动”和“自动”等按键来控制中央处理器按设定的程序进行测量、计算，并将被测压力值、压力差值及其与时间的变化关系检测并显示出来。
本实用新型具有壳体(1)和安装于壳体(1)内的供电电路，其还包括a、一只或多只压力传感器(2)的输出端与安装于壳体(1)内的电压放大电路的输入端相连接，一路或多路电压放大电路的输出端分别与模拟开关的各输入端相连，模拟开关的输出与模数转换器A／D的模拟信号输入端相连，其数字输出信号线可与中央处理器CPU的数据总线DBUS相连；
b、CPU的DBUS还应与随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时器CTC、并行输入输出接口PIO的数据线端相对应连接，其地址总线ABUS与上述RAM、ROM器件的地址线端相对应连接或通过译码器与CTC、PIO器件的地址线端或片选端连接；c、PIO的I／O线可分别接键盘(6)、显示电路、指示电路、关闭电源电路。
本实用新型的键盘(6)设有“定压测时”、“定时测压”、“手动”和“自动”等按键，其一端接地或通过电阻接电源，另一端接PIO的I／O线。
本实用新型的电压放大电路可采用二级高输入阻抗的差动放大电路，即压力传感器(2)的负输出端接第一级放大器AV1的同相输入端，放大器AV1的输出端通过电阻R3接第二级放大器AV2的反相输入端，压力传感器(2)的正输出端接放大器AV2的同相输入端，反馈电阻R2和R4的两端分别接AV1和AV2的反相输入端和输出端，AV1的反相输入端经电阻R1接地，当选择电阻值R1／R2＝R4／R3时，该比值同时决定了该放大电路的放大倍数。
本实用新型的模拟开关和A／D可以是合二为一体的集成电路器件，如ADCO808、ADCO809等。
本实用新型的CPU、RAM、ROM、PIO、CTC可以是合为一体的单片计算机集成电路器件，如MCS8749、MCS8751等或CPU、RAM、PIO、CTC、A／D可以合为一体的单片计算机集成电路器件，如MCS8022等，或需外接EPROM的单片计算机集成电路器件，如MCS8039、MCS8031等。
本实用新型指示键盘(6)工作状态的指示电路可以是由PIO的I／O线通过锁存器、译码器、驱动器控制若干发光二极管(8)或(和)蜂鸣器(9)。
本实用新型的显示电路可以是由PIO的I／O线通过锁存器、译码器、驱动器控制的发光二极管显示器LED或液晶显示器LCD(10)。
本实用新型的关闭电源电路可以是由PIO的I／O线通过译码器、锁存器控制的串接于电源输入回路的大功率开关器件。
本实用新型的数据锁存器、译码器、驱动器可以是合为一体的集成电路器件，如CD4056、CD4054等。
本实用新型的优点在于其测量、识读方便，能反映多路压力之间及其与时间之间的变化关系，能适应车辆制动系元件、管路等气体、液体的压力等参数、性能的检测。
图1是本实用新型的电原理框图；图2是本实用新型采用单片计算机芯片的实施例电原理图；图3是“定压测时子程序”流程图；图4是“定时测压子程序”流程图；图5是本实用新型结构示意图，本图做为摘要附图。
以下结合附图进一步说明图1所示的本实用新型的心脏是一中央处理器CPU，其数据线端与并行输入／输出接口PIO、储存程序的只读存储器ROM、数据缓冲随机存储器RAM、外部程控定时器CTC、模拟／数字信号转换器A／D的数据线端相连接构成双向数据总线DBUS。CPU的地址线与存储器ROM和RAM的地址线相连构成地址总线ABUS，与地址总线ABUS相连的还有译码器，其输出分别控制CPU以外的各芯片，如PIO、CTC的地址线端或片选端。PIO的I／O线端口可接键盘(6)，也可向显示、指示电路馈送数据或控制信号。
压力传感器(2)的电压信号先经电压放大电路放大，再经模拟开关选通一路电压信号送至A／D转换器量化后，由CPU通过DBUS采至RAM中以备处理。CPU在ROM内和固化程序的控制下对RAM内的数据进行处理，并将处理结果通过PIO的I／O线送至显示电路显示出来。
CPU通过CTC定时并结合软件程序可控制模拟开关在要求的时刻选通某路信号，进行后续处理，最后显示数据以实现“定压测时”和“定时测压”的需要。
数字显示器可使用发光二极管或液晶显示器，即LED或LCD(10)，其数据端通过数据锁存器、译码器、驱动器与CPU的数据总线DBUS或PIO的I／O线端口相接，数据锁存器的控制端可通过译码器与PIO的I／O线端相接。
键盘(6)的工作状态可通过PIO的I／O线控制指示电路指示出来。指示电路可以采用发光二极管LED(8)通过驱动器、译码器、锁存器等与PIO或CPU相连，另外还可以采用驱动蜂鸣器(10)来指示。
图2所示的本实用新型选用CPU、PIO、CTC、ROM和RAM合为一体的单片计算机来完成运算、I／O接口、定时和存储等功能，可选择MCS48系列的8749H型8位正5伏电源的单片计算机，该单片计算机具有40条管脚，128字节RAM和2K字节的可擦除只读存储器EPROM。具有1个定时器，除PIO接口有16根、DBUS有8根双向I／O线外，还有3根不同功能的I／O线，如中断线INT、测试线T0、T1。一方面单片计算机可以高达11MHZ的工作频率工作，另一方面其没有外部地址线，数据存取和交换都在内部进行，故其运算速度可以满足本实用新型实时测量的需要。在本实用新型中其I／O线可以这样分配使用其8位DBUS线单独与带4选1模拟开关的模数转换器A／D(ADC0809)的8根数据线相连，做为CPU数据输入的通路，接口的4根I／O线可做为显示或指示电路的数据线，键盘(6)占用6根I／O线，模拟开关用2根I／O线可分别选通4路模拟信号，4根I／O线可通过4－10译码器(CD4028)分别控制显示电路、指示电路、关闭电源电路的锁存器的数据锁存端。
本实用新型的输入回路是一路或多路压力传感器(2)的电信号经一路或多路电压放大电路放大再送至多路模拟开关(ADC0809)的输入端，模拟开关在单片计算机接口I／O线的控制下，选通所需的一路信号进入模／数转换器A／D(ADC0809)，并在另外I／O线和中断线INT的控制下完成模／数转换，使数据出现在DBUS上，供CPU择机选用。CPU把运算结果经接口的I／O线送至显示电路进行显示。
其中电压放大电路可采用二级高输入阻抗的差动放大电路，即压力传感器(2)的负输出端接第一级放大器AV1的同相输入端，放大器AV1的输出端通过电阻R3接第二级放大器AV2的反相输入端，压力传感器(2)的正输出端接放大器AV2的同相输入端，反馈电阻R2和R4的两端分别接AV1和AV2的反相输入端和输出端，AV1的反相输入端经电阻R1接地，当选择电阻值R1／R2＝R4／R3时，该比值同时决定了该放大电路的电压放大倍数，放大器可选用LM358双运算放大器；显示电路的显示器可选择3位半的数字液晶显示器(10)，其3位8字型数字各由一片CD4056所控制，其小数点等符号由2片CD4054所控制，CD4054和CD4056是这样工作的所要显示的数据内容通过做为数据线的PIO的4根I／O线出现在其数据输入端后，PIO的其它I／O线经4－10译码器(CD4028)变换选通一路信号使某－CD4054或CD4056的锁存端呈负脉冲打开内部译码器或通道，并经内部驱动器将脉冲信号输出至显示器(10)。显示器(10)的工作频率是32HZ，由3个非门(CD4011)所构成的振荡器所产生；对各通路、工作方式、运算形式的选择，可以用若干发光二极管LED(8)来指示，首先将需发光的LED(8)的编码出现在做为数据线的PIO的4根I／O线上，并由其它的I／O线通过4－10译码器控制锁存器(CD4076)锁存，将锁存的数据再通过另一4－10译码器选择一路并通过驱动器(CD4009)使LED(10)发光；本实用新型的关闭电源电路可以是由PIO的I／O线通过4－10译码器和做为锁存器的D触发器(CD4013)控制串接于电源输入回路的大功率开关电路(TH8778)，当PIO发出的脉冲使D触发器输出翻转时，大功率开关电路截止使整个电路断电。
本实用新型的键盘(6)设有“定压测时”、“定时测压”、“手动”和“自动”按键等，其一端接地，另一端接PIO的I／O线，程序的“键盘扫描和识别键子程序”可以按时将键盘(6)的状态读入CPU，并进行软件消除键抖动和判断识别是否有键按下、是哪一个键按下等，并在主程序的引导下进入相应的子程序中。
当按下“定压测时”键后，程序进入“定压测时子程序”(图3)，首先通过键盘(6)将目标压力值存入RAM，然后按“手动”键，程序进入计时子程序，CPU在CTC工作时进行压力检测，并与RAM中的目标值进行比较，当所测值与目标值相符时，CTC停止计数，并启动蜂鸣器(9)发声告知，同时显示器显示压力达到目标值所需的时间以及其它通道的瞬时压力值和特定通道间的压力差值。当被测压力变化快无法跟踪测时间时，可在置入目标压力值后，按“自动”键，程序首先进入“判断压力阀开启子程序”。即循环检测压力值，并相互比较，当比较值大于设定的阈值后进入“计时子程序”。
当按下“定时测压”键后，程序进入“定时测压子程序”(图4)，首先通过键盘(6)置入时间值，然后按“手动”键，程序进入“减时子程序”，CPU在CTC计数工作时进行动态压力测量并可将动态压力值显示于显示器上，CTC计数时间到后，显示器可显示时间到的各通道瞬时压力值和特定通道间的压力差值。如所定时间短，可按“自动”键，程序进入“判断压力阀开启子程序”，然后再进入“减时子程序”。
本实用新型的供电电路可以是电池(5)供电，也可以是经稳压的直流电源。
本实用新型的电路部分(4)可置于壳体(1)内，压力传感器(2)经插座(3)与壳体(1)内电路部分(4)相连，键盘(6)安装于壳体(1)的面板(7)上。
本实用新型同时还可以计时，具有电子表的计时功能。
本实用新型还可用于其它工程领域的气体、液体压力等参数、性能的检测。
权利要求1.一种检测车辆制动系元件压力参数及性能的压力检测仪，具有壳体(1)和安装于壳体(1)内的供电电路，其特征在于其a、一只或多只压力传感器(2)的输出端与壳体(1)内安装的电压放大电路的输入端相连接，一路或多路电压放大电路的输出端分别与模拟开关的各输入端相连，模拟开关的输出与模数转换器A/D的模拟信号输入端相连，其数字输出信号线可与中央处理器CPU的数据总线DBUS相连；b、CPU的DBUS还应与随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时器CTC、并行输入输出接口PIO的数据线端相对应连接，其地址总线ABUS与上述RAM、ROM器件的地址线端相对应连接或通过译码器与CTC、PIO器件的地址线端或片选端连接；c、PIO的I/O线可分别接键盘(6)、显示电路、指示电路、关闭电源电路。
2.根据权利要求1所述的压力检测仪，其特征在于键盘(6)设有“定压测时”、“定时测压”、“手动”和“自动”按键，其一端接地或通过电阻接电源，另一端接PIO的I／O线。
3.根据权利要求1所述的压力检测仪，其特征在于电压放大电路可采用二级高输入阻抗的差动放大电路，即压力传感器(2)的负输出端接第一级放大器AV1的同相输入端，放大器AV1的输出端通过电阻R3接第二级放大器AV2的反相输入端，压力传感器(2)的正输出端接放大器AV2的同相输入端，反馈电阻R2和R4的两端分别接AV1和AV2的反相输入端和输出端，AV1的反相输入端经电阻R1接地。
4.根据权利要求1所述的压力检测仪，其特征在于模拟开关和A／D可以是合为一体的集成电路器件，如ADCO808、ADCO809。
5.根据权利要求1所述的压力检测仪，其特征在于CPU、RAM、ROM、PIO、CTC可以是合为一体的单片计算机集成电路器件，如MCS8749、MCS8751，或CPU、RAM、PIO、CTC、A／D可以合为一体的单片计算机集成电路器件，如MCS8022，或需外接EPROM的单片计算机集成电路器件，如MCS8039、MCS8031。
6.根据权利要求1所述的压力检测仪，其特征在于指示键盘(6)工作状态的指示电路可以是由PIO的I／O线通过锁存器、译码器、驱动器控制的若干发光二极管(8)或(和)蜂鸣器(9)。
7.根据权利要求1所述的压力检测仪，其特征在于其显示电路可以是由PIO的I／O线通过锁存器、译码器、驱动器控制的发光二极管显示器LED或液晶显示器LCD(10)。
8.根据权利要求1所述的压力检测仪，其特征在于其关闭电源电路可以是由PIO的I／O通过译码器、锁存器控制的串接于电源输入回路的大功率开关器件。
9.根据权利要求1或6或7所述的压力检测仪，其特征在于数据锁存器、译码器、驱动器可以是合为一体的集成电路器件，如CD4056、CD4054。
专利摘要本实用新型涉及一种检测车辆制动系元件、管路等气体、液体压力参数及性能的压力检测仪，为解决了往机械压力表和电子压力记录仪不能直接反映出多路压力之间以及压力变化与时间的关系，本实用新型采用微电脑技术，通过压力传感器、键盘、显示器、状态指示等电子线路动态地对压力进行检测，可直接地、简捷地反映多路压力之间及其与时间的变化关系，能适应车辆制动元件、管路以及其它工程领域的气体、液体压力等参数、性能的检测。
文档编号G01L9/08GK2113481SQ9122180
公开日1992年8月19日 申请日期1991年10月1日 优先权日1991年10月1日
发明者李兰香, 冯玉宪, 冯岳政 申请人:冯玉宪, 李兰香, 冯岳政